液压元件与系统 第3版 教学课件 作者 李壮云 13_第十三章　电液比例阀.pptx

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1、ZW主编第十三章　电液比例阀第一节　概　　述第二节　电液比例压力阀第三节　电液比例流量阀第四节　电液比例方向阀第五节　高性能电液比例方向阀第一节　概　　述一、电液比例阀的分类和组成二、电液比例阀的特点三、电液比例阀的基本性能要求一、电液比例阀的分类和组成在介绍电液比例阀的分类和组成之前，有必要了解比例阀的技术发展状况。其发展大致可分为三个阶段：第一阶段(20世纪60年代到70年代)是将比例电磁铁代替普通液压阀的开关型电磁铁或调节手柄，液压阀部分的结构原理和设计准则几乎没有变化，大多不含受控参数的反馈闭环。其工作频宽小(

2、为1～5Hz)，稳态滞环在4％～7％之间，多用于开环控制。二、电液比例阀的特点1)能方便地实现自动控制、远程控制和程序控制。2)把电的快速性、灵活性等优点与液压传动功率大等优点结合起来，能连续、按比例地控制执行元件的力、速度和方向，并能防止压力或速度变化时的冲击现象。3)简化了系统，减少了元件使用量。4)制造简便，价格比伺服阀低廉，但比普通液压阀高。5)使用条件、保养和维护与普通液压阀相当，抗污染性能较好。6)电液比例阀可以用于没有反馈的开环控制系统，如图13-1所示；对有些场合需要进行位置控制或提高系统性能时，电液比

3、例阀也可以组成闭环控制系统，如图13-2所示。图13-1　电液比例阀组成的开环控制系统图13-2　电液比例阀组成的闭环控制系统二、电液比例阀的特点三、电液比例阀的基本性能要求1.静态性能指标2.动态性能指标1.静态性能指标(1)滞环HZ(2)非线性度(3)分辨率(4)重复精度图13-3　电液比例阀的滞环(1)滞环HZ(1)滞环HZ(13-1)(2)非线性度(13-2)(3)分辨率电液比例阀输出的流量或压力发生微小变化时，所需要的输入电流的最小变化率与额定输入电流的百分比，称为分辨率。对于电液比例阀，分辨率小时静态性能好

4、，但分辨率不能过小，否则会使阀的工作不稳定。(4)重复精度图13-4　重复精度示意图2.动态性能指标(1)阶跃响应特性(2)频域响应特性(1)阶跃响应特性阶跃响应特性用于反映电液比例阀在时域的动态特性，其响应时间、过渡过程时间、最大超调量等性能指标的定义与溢流阀阶跃响应特性中的相关指标相同或相近，可参见本书第九章第一节的相关内容。(2)频域响应特性1)幅频宽f-3db。幅频宽是指控制输出量与控制输入量的幅值比下降到0.707时的频率。2)相频宽f-90°。相频宽是指控制输出量相对于控制输入量的相位达到90°时的频率。3

5、)最大幅值比Mr。最大幅值比是指幅频特性上的最大幅值比，工程应用中规定最大幅值比必须小于2dB。(2)频域响应特性图13-5　输入不同幅值的电信号时电液比例流量阀的频率响应特性曲线第二节　电液比例压力阀一、直动式电液比例溢流阀二、先导式比例溢流阀三、电液比例减压阀一、直动式电液比例溢流阀1.不带反馈的直动式电液比例溢流阀2.带反馈的直动式电液比例溢流阀1.不带反馈的直动式电液比例溢流阀(1)工作原理(2)主要结构参数(1)工作原理图13-6　不带反馈的直动式电液比例溢流阀a)结构图　b)图形符号1—比例电磁铁　2—推杆

6、　3—传力弹簧　4—锥阀芯(1)工作原理图13-7　直动式电液比例溢流阀的-I特性曲线(2)主要结构参数1)锥阀半锥角α。2)锥阀阻尼孔直径d0和阀座孔直径d。3)传力弹簧。1)锥阀半锥角α。α角一般取值较小(10°～20°)，因为在流量一定时，较小的α角使锥阀的开度y较大，有利于提高抗污染能力。但α角过小将导致阀口稳态液动力增大，以致需要更大的比例电磁铁。2)锥阀阻尼孔直径d0和阀座孔直径d。对开关控制型溢流阀，阻尼孔直径d0通常取较小值，因为该孔直径太大有可能出现尖叫声和压力振动。而电液比例溢流阀中由于比例电磁铁

7、本身就是一个较好的阻尼器，因此d0可适当加大，以减小该孔造成的压力降，得到较小的最低控制压力。3)传力弹簧。由于传力弹簧只起传力作用，因此与开关控制型溢流阀不同，弹簧刚度对电液比例溢流阀的启闭特性并无影响。2.带反馈的直动式电液比例溢流阀图13-9　带位置电反馈的直动式比例溢流阀1—阀体　2—比例电磁铁　3—位移传感器　4—阀座　5、6—弹簧　7—弹簧座　8—排气螺钉二、先导式比例溢流阀1.间接检测先导式比例溢流阀2.直接检测先导式比例溢流阀1.间接检测先导式比例溢流阀图13-10　间接检测先导式比例溢流阀a)结构图　

8、b)图形符号1—先导油流道　2—主阀弹簧　3、4—节流孔　5—先导阀座　6—先导阀　7—外泄口　8—先导阀芯9—比例电磁铁　10—手调限压阀　11—主阀级　12—主阀芯　13—内部先导油口螺塞1.间接检测先导式比例溢流阀图13-11　先导式比例溢流阀的原理框图2.直接检测先导式比例溢流阀图13-12　直接检测式比例溢流阀1—反馈推